DE2354621C3 - Plattenblock mit ebenen Platten - Google Patents
Plattenblock mit ebenen PlattenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Pbttenblock mit ebenen Platten, die ebene Stromfahnen und zwischen den Platten
liegende biegsame Trennstäbe aufweisen, die sich nach oben bis zwischen die Stromfahnen erstrecken.
Ein Plattenblock dieser Art wird hauptsächlich für alkalische Akkumulatoren eingesetzt, ist aber im Prinzip
für alle Akkumulatoren mit ebenen Platten verwendbar. Die Platten sind im allgemeinen sogenannte
Taschenelektroden, d. h„ jede Platte ist aus einer Anzahl Taschen oder Behälter zusammengesetzt, die positiv
oder negativ elektrochemisch aktive Masse enthalten.
Platten verschiedener Polarität müssen durch sogenannte
Separatoren voneinander getrennt sein, um eine Berührung zwischen den Platten und daraus folgende
Kurzschlüsse zu vermeiden. Zu diesem Zweck verwendete bekannte Separatoren für alkalische Akkumulatoren
sind beispielsweise aus Kunststoff oder Hartgummi bestehende Trennstäbe, allein oder in Kombination mit
Randseparatoren aus meistens U-förmigen Kunststoffoder Hartgummischienen. Auch sogenannte Wellenseparatoren,
die aus dünnen gewellten und perforierten Platten aus säurefestem Material bestehen, sind bekannt
(DT-PS 9 18 643). Vertikal zwischen den Platten angebrachte Trennstäbe besitzen jedoch den Vorteil,
daß sie leichter von den Platten herrührenden Schlamm auf den Boden des Akkumulatorgefäßes absinken und
im Akkumulator entwickelte Gase entweichen lassen. Weiter bedingen sie bedeutend geringere Materialkosten
als flächige Separatoren.
Die Trennstäbe weisen vorzugsweise runden oder quadratischen Querschnitt auf, wobei die Stabdicke
zwischen etwa 1,5 mm bei Akkumulatoren für hohe Belastungen und etwa 3,5 mm bei solchen für geringe Belastuneen
schwankt. Die Stablänge ist von der Platten-621
höhe und dem Akkumulatortyp abhängig. Man pflegt sie etwas länger als die Plattenhöhe, einschließlich
Stromfahne, zu wählen.
Eine der Plattenbreite und dem Akkumulatortyp angepaßte Anzahl von Trennstäben, beispielsweise 4 bis
10 Stück, ist jeweils in den Zwischenräumen zwischen positiven und negativen Platten angebracht. Im allgemeinen
sind in die Platten Rinnen oder Vertiefungen für die Trennstäbe eingepreßt oder eingewalzt. Die
Plattenkanten sind oft durch U-förmige Kunststoffoder Hartgummileisten isoliert.
Akkumulatoren dieser Art sind mit einem Elektrolyt versehen, der sich frei zwischen den Platten bewegen
kann und denjenigen Teil der Platten völlig bedecken muß, der aktives Material enthält; es kann sich daher
nur eine Teilzonc der Stromfahnen oberhalb des Elektrolytpegels befinden. Der Elektrolyt besitzt im allgemeinen
ein spezifisches Gewicht, welches dasjenige der verwendeten Trennstäbe übersteigt, weshalb letztere
nach oben zur Elektrolytoberfläche schimmen können, falls sie nicht ausreichend hart zwischen den Platten
festgeklemmt sind. Gebräuchlicher alkalischer Elektrolyt, der eine Wasserlösung von Kalii'Tihydroxid darstellt,
besitzt ein spezifisches Gewicht von etwa 1,2 g'cm3. Die Trennstäbe bestehen beispielsweise aus
Polypropylen mit einem spezifischen Gewicht von etwa 0,9 g/cm3 oder Polystyrol mit einem spezifischen Gewicht
von etwa 1,05 g/cm3, weshalb sie spezifisch wesentlich leichter als der Elektrolyt sind. Maßabweichungen
zwischen den verschiedenen Trennstäben bzw. Platten können außerdem dazu führen, daß bestimmte
Trennstäbe lose sitzen und bei Stößen oder Vibrationen, denen der Plattenblock des Akkumulators gelegentlich
ausgesetzt ist, aus ihrer Lage verschoben werden, was zu Kurzschlüssen zwischen den Platten führen
kann.
Bei der Herstellung der Akkumulatoren werden die Platten im allgemeinen mit einer aktiven Masse in ungeladenem
Zustand versehen. Beim Laden nimmt insbesondere dasVolumen der positiven aktiven Masse zu,
weshalb die Platten schwellen. Es müssen daher die Platten schon mit geringerer Dicke als derjenigen hergestellt
werden, die sie im arbeitenden Akkumulator nach dessen Aufladung annehmen werden. In den Plattenblock
eingebaute Trennstäbe sitzen daher während der Herstellung und vor der ersten Ladung des Plattenblockes
noch loser zwischen den Platten als im fertigen Akkumulator. Sie können daher leicht aus dem Plattenblock
herausfallen oder sich aus ihrer vorgesehenen Lage verschieben.
Zur Vermeidung dieser Nachteile sind schon haarnadelförmig gebogene Trennstäbe verwendet worden, bei
deren Montage die Schenkelenden von unten in den Zwischenraum beidseits einer Platte in den Plattenblock
eingeführt werden. Die Trennstäbe können dann nicht zwischen den Platten nach oben schwimmen.
Derartige Trennstäbe sind jedoch in der Herstellung teurer als einfache Trennstäbe und außerdem schwieriger
zu montieren. Zudem eignen sie sich nicht zur maschinellen Montage.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Plattenblock der eingangs genannten Art derart auszugestalten,
daß die Trennstäbe zuverlässig zwischen den Platten fixiert sind und ihre Lage weder während der
Herstellung noch während des Betriebs des Plattenblocks bzw. des Akkumulators ändern.
Die Merkmale des zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen erfindungsgemäßen Plattenblocks ergeben
sich aus Anspruch !.Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon
sind in den weiteren Ansprüchen aufgeführt.
Die aus den ebenen Rächen der Stromfahnen vorstehenden Abschnitte können auf beiden Seiten einer
Stromfahne vorgesehen sein. Weiterhin können die s Platten mit den vorstehenden Abschnitten nur auf einer
Seite der Stromfahnen derart angebracht sein, daß diese vorstehenden Abschnitte im Plattenblock nach verschiedenen
Seiten gerichtet sind. Vorzugsweise sind jedoch die vorstehenden Abschnitte sämtlicher Stromfahnen
des Plattenblocks zur selben Seite gerichtet.
Wenn jede Stromfahne einen einzigen langen vorstehenden Abschnitt hauptsächlich senkrecht zur Längsrichtung
der Trennstäbe aufweist, kann ein solcher Abschnitt derart ausgestaltet sein, daß er in Kontakt mit
sämtlichen Trennstäben im angrenzenden Zwischenraum zwischen den Platten kommt.
Die hervorstehenden Abschnitte der Stromfahnen können verschiedenartig ausgeführt sein. So können
beispielsweise flache Stromfahnen verwendet werden, die mit einer oder mehreren festen Warzen aus geeignetem
Material versehen sind. Es können auch formgepreßte oder gegossene Stromfahnen zur Anwendung
gelangen, oder es können in die flachen Stromfahnen Schlitze geschnitten oder gestanzt sein, wobei dann das
anfallende Material als Lappen zur Seite gebogen ist. Aus Gründen einer guten Leitfähigkeit ist es jedoch
vorteilhaft, wenn keinerlei Unterbrechungen in Form von Schnitten, Löchern od. dgl. in den Stromfahnen
vorhanden sind. Eine besonders zweckmäßige Ausführung besteht darin, daß die aus der Ebene der Stromfahnen
vorstehenden Abschnitte aus eingepreßten Erhebungen des Materials bestehen. Die Stromfahnen, die
häufig aus Blechmaterial ausgeführt sind, können dann durch gleichzeitiges Pressen und Stanzen der Stromfahnen
hergestellt werden, wobei das Pressen praktisch umsonst erfolgt. Ein solches Einpressen von Erhebungen
macht die Stromfahnen auch steifer.
In jedem Fall ist mit der erfindungsgemäßen Anordnung gewährleistet, daß die Trennstäbe auf Grund des
auf sie ausgeübten Biegemomentes und auf Grund der hierdurch hervorgerufenen Reibungskräfte zuverlässig
zwischen den Platten in ihrer vorgegebenen Lage fixiert sind und auch ihre Lage bei der Herstellung und
beim Betrieb des Plattenblocks als Akkumulator nicht ändern.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in
F i g. 1 perspektivisch den teilweise aufgeschnittenen Plattenblock,
F i g. 2 im Querschnitt zwei Platten mit dazwischenliegendem Trennstab und
F i g. 3 eine abgewandelte Ausführungsform hiervon.
Der aus F i g. 1 ersichtliche Plattenblock 10 ist aus einer positiven Plattengruppe 12 und einer negativen
Plattengruppe 14 zusammengesetzt, wobei jede Gruppe 12 bzw. 14 aus einer Anzahl ebener Platten 16, 18
gebildet ist. Jede Platte 16, 18 weist oben eine ebene Stromfahne 20, 22 mit einer Nase 24, 26 auf. Die Nasen
24,26 jeweils einer Plattengruppe 12,14 sind durch Polbrücken
28, 30 zusammengefügt, von denen jeweils mindestens ein positiver bzw. negativer Anschlußpol 32
bzw. 34 ausgeht. Die Polbrücken 28, 30 sind als Schraubbolzen mit Muttern ausgestaltet, welche die
einzelnen Platten 16,18 der Gruppen 12,14 zusammenhalten.
Sie können aber ebensogut aus Schienen bestehen, an denen die Nasen 24, 26 der Stromfahnen 20, 22
durch Schweißen befestigt sind.
Jede Stromfahne 20, 22 weist eine oder mehrere aus deren Ebene hervorstehende langgestreckte Abschnitte
36 auf, die im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Trennstäbe 38 vorstehen. Zur Versteifung sind
die Platten 16, 18 jeweils mit zwei Randschienen 40 versehen, die mit einem Schienenteil 42 auch den Rand
der Stromfahne 20, 22 der zugeordneten Platte 16 bzw. 18 umgreifen. Die Stromfahne 20, 22 wird dadurch gegenüber
dem übrigen Tei! der Platte 16, 18 versteift, so daß sie, ohne nachzugeben, ein Biegemoment auf die
Trennstäbe 38 an deren Berührungsstelle mit dem vorstehenden Abschnitt 36 ausüben kann. Die Platten 16,
18 sind mit eingepreßten oder eingewalzten Vertiefungen 44 versehen, die als Bett für die Trennstäbe 38 dienen.
Diese Vertiefungen 44 liegen beidseits der Platten 16, 18 einander gegenüber. Die senkrechten Seitenkanten
der Platten 16,18 sind mit Randseparatoren 46 versehen,
und der gesamte Plattenblock 10 wird durch ein dünnes Band 48 aus Kunststoff oder Metall zusammengehalten.
Der Plattenblock 10 ist im Elektrolyt eines nicht dargestellten Akkumulatorgefäßes versenkt.
F i g. 2 und 3 zeigen jeweils eine positive Platte 16 und eine negative Platte 18. Die Stromfahne 20, 22 jeder
Platte 16, 18 ist elektrisch leitend mit dem übrigen Teil der zugehörigen Platte bei 50 verbunden, wobei
die Verbindung bei 50 beispielsweise an einer Lasche der obersten Elektrodentasche einer Taschenelektrode
oder an einem Plattengerüst in Form eines Metallnetzes, perforierten Bleches od. dgl. erfolgen kann. Die
Stromfahne kann auch einstückig mit dem P'attengerüst ausgeführt werden. Jede Stromfahne 20, 22 besitzt
einen aus ihrer ebenen Fläche 52 hervorstehenden Abschnitt 36, wobei die Abschnitte 36 sämtlicher Stromfahnen
20, 22 des Plattenblocks 10 zur selben Seite gerichtet sind. Im Zwischenraum zwischen den beiden
Platten 16, 18 ist der Trennstab 38 derart angebracht, daß er durch die Vertiefungen 44 in den Seitenflächen
der Platten 16,18 geführt ist.
F i g. 2 zeigt zwei verhältnismäßig dünne Sammlerplatten 16,18. Die Trennstäbe 38 kommen hier bei A in
Berührung mit dem vorstehenden Abschnitt 36 der Stromfahne 20 und werden dadurch zur Stromfahne 22
hin abgebogen. Die vorstehenden Abschnitte 36 bestehen aus eingepreßten Erhebungen im Material der
Stromfahnen 20, 22, die daher an der entgegengesetzten Seite des Abschnittes 36 eine eingepreßte Vertiefung
aufweisen. Die Trennstäbe 38 stehen bei B in Berührung mit der Stromfahne 22 im Bereich dieser Vertiefung,
werden daher zurückgebogen und kommen bei Cerneut in Berührung mit der Stromfahne 20. Dadurch,
daß das Material der Trennstäbe 38 biegsam ist, aber trotzdem eine gewisse Elastizität aufweist, entstehen an
den Berührungspunkten A, Bund CReibungskräfte, die
den Trennstab 38 zuverlässig zwischen den Platten 16, 18 festhalten. Geeignete Werkstoffe für Trennstäbe
vereinigen eine gewisse Biegsamkeit und Elastizität bzw. Federkraft mit einer entsprechenden Widerstandsfähigkeit
gegenüber dem im Akkumulator vervendeten Elektrolyt. Beispiele geeigneter Werkstoffe
für Trennstäbe in alkalischen Akkumulatoren sind Polypropylen, Polystyrol und Ebonit. Auch wenn die Elastizität
des Materials allmählich abnehmen sollte, wird der Trennstab durch die hervorgerufene Formveränderung
in seiner Stellung festgehalten.
Aus F i g. 3 sind die Verhältnisse für den Fall ersichtlich, daß die positive Platte 16 bedeutend dicker als die
negative Platte 18 ist. Es ergibt sich dann ein größerer Zwischenraum zwischen den Stromfahnen 20, 22, und
die Berührungspunkte zwischen den Trennstäben 38 und Stromfahnen 20, 22 beschränken sich auf die Punkte
D und £ Auch dies ruft ausreichende Reibungskräfte hervor, die den Trennstab 38 in seiner Stellung festhalten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Plattenblock mit ebenen Platten, die ebene Stromfahnen und zwischen den Platten liegende
biegsame Trennstäbe aufweisen, die sich nach oben bis zwischen die Stromfahnen erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromfahnen
(20,22) einen oder mehrere aus der Ebene derselben hervorstehende Abschnitte (36) aufweisen, ίο
die auf die Trennstäbe (38) ein Biegemoment ausüben und durch die dadurch hervorgerufenen Reibungskräfte
die Trennstäbe (38) in vorgegebener Lage zwischen den Platten (16,18) festhalten.
2. Plattenblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die vorstehenden Abschnitte (36) sämtlicher Stromfahnen (20, 22) des Plattenblocks
(10) zur selben Seite gerichtet sind.
3. Plattenblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stromfahne (20, 22) einen
langgestreckten, im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Trennstäbe (38) vorstehenden
Abschnitt (36) aufweist.
4. Plattenblock nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Ebene (52)
der Stromfahnen (20, 22) vorstehenden Abschnitte (36) aus eingepreßten Erhebungen des Materials bestehen.
Applications Claiming Priority (2)
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DE2354621A1 DE2354621A1 (de) | 1974-05-30 |
DE2354621B2 DE2354621B2 (de) | 1975-11-06 |
DE2354621C3 true DE2354621C3 (de) | 1976-06-10 |
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